package sorting;

import java.util.Arrays;

public class Sorting {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = { 8, 4, 3, 9, 7, 0, 2 };
        Sorting s = new Sorting();
        // s.bubble(arr);
        // s.select(arr);
        // s.insertion(arr);
        s.mergesort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // 冒泡排序
    public void bubble(int[] arr) {
        // 每一次循环，都会使第i+1大的数放到倒数第i+1个位置上
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            boolean isSwap = false; // 记录是否发生了交换
            for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    isSwap = true;
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
            // 优化点：如果有一次循环没有发生任何交换，则说明已经有序
            if (!isSwap) {
                break;
            }
        }
    }

    // 选择排序
    public void select(int[] arr) {
        // 将i往后最小的数与arr[i]交换
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int min = i;
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[min]) {
                    min = j;
                }
            }
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[min];
            arr[min] = temp;
        }
    }

    // 插入排序
    public void insertion(int[] arr) {
        // i表示无序数组中第一个元素（即待插入有序数组的元素）的下标
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            int temp = arr[i];
            // j指向待插入的位置

            // 插入方法一：for
            // for (int j = i - 1; j >= 0; j--) {
            // arr[j + 1] = arr[j];
            // // 如果满足插入的条件
            // if (arr[j] < temp) {
            // arr[j + 1] = temp;
            // break;
            // }
            // // 如果遍历完了都不满足，就放到有序数组的开头
            // if (j == 0) {
            // arr[j] = temp;
            // }
            // }

            // 插入方法二：while
            // j从i-1开始向前，只要满足条件，则将arr[j]后移，并前移j
            int j = i - 1;
            while (j >= 0 && arr[j] > temp) {
                arr[j + 1] = arr[j];
                j--;
            }
            // 跳出while循环时说明要么遍历完了j=-1，要么arr[j] < temp，都是在j+1的位置插入temp
            arr[j + 1] = temp;

        }
    }

    /**
     * 归并排序
     * 
     * @param arr   待排序的数组
     * @param left  左边有序序列的初始元素索引
     * @param mid   指向左边序列的最后一个元素
     * @param right 右边xxxx索引
     * @param temp  中转数组
     */
    public void mergesort(int[] arr, int left, int right) {
        // 如果子数组的元素只有1个，则停止递归，返回上一层递归并等待与下一个子数组合并
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            // 将左侧数组递归分解并排序
            mergesort(arr, left, mid);
            // 将右侧数组递归分解并排序
            mergesort(arr, mid + 1, right);
            // 将arr中left到right部分的数组排序
            merge(arr, left, mid, right);
        }
    }

    // 将两个有序数组合并到一起
    private void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
        int i = left;
        int j = mid + 1;
        int t = 0; // 指向temp当前位置的索引
        int[] temp = new int[arr.length];
        // 先把两个数组填充到temp，直到某一边数组完成遍历
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] < arr[j]) {
                temp[t++] = arr[i++];
            } else {
                temp[t++] = arr[j++];
            }
        }
        // 将有剩余元素的数组按顺序填充到temp
        while (i <= mid) {
            temp[t++] = arr[i++];
        }
        while (j <= right) {
            temp[t++] = arr[j++];
        }
        // 将temp拷贝到arr，temp和arr等长，arr里[left, right]的元素在temp里是从0开始顺序填充的
        for (t = 0; left + t <= right; t++) {
            arr[left + t] = temp[t];
        }

    }

    // 快速排序
    // private void quicksort(int[] arr, int left, int right) {
    // int l = left;
    // int r = right;
    // int pivot = arr[(left + right) / 2];
    // while (l < r) {

    // }
    // }

}
